Способ управления процессом карбонизации угольно-смоляных гранул во вращающейся печи

 

Изобретение относится к автоматизации процессов термического разложения углеродсодержащих материалов во вращающейся печи и может быть использовано в производстве активированного угля. Целью изобретения.является повьппение выхода и качества готового продукта за счет повышения точности управления. Способ предусматривает определение сигнала,пропорционального значениям насыпной плотности абсолютно сухого исходного материала по значениям насыпной плотности и влажности исходного материала соответственно (датчики (Д) 8 и 9), задержку этого сигнала в зависимости от расхода исходного материала и частоты вращения барабана печи, сравнение с.текущим значение насыпной плотности готового продукта (Д 16), корректировку рез шьтата сравнения по показанию Д 18 содержания летучих компонентов в готовом продукте и регулирование температуры в печи (Д 5) в зависимости от этого скорректированного значения. При достижении температурой в печи максимального значения уменьшают расход исходного материала. 1 ил. Нсщныг) mmsffua/i ID

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4187507/23-? 6 (22) 21,01,87 (46) 07,11,88. Бюл. N - 41 (72) Г.А.Оборин (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 494584, кл. F 27 D 19/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

9 948880, кл. С 01 В 31/10, 1981, а (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КАРБОНИВАЦИИ УГОЛЬНО-СМОЛЯНЫХ ГРАНУЛ

ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к автоматизации процессов термического разложения углеродсодержащих материалов во вращающейся печи и может быть использовано в производстве активированного угля. Целью изобретения.является повышение выхода и качества готового продукта за счет повышения

„„80„„1435534 A 1 (S1) 4 С 01 В 31/08, Р 27 D 19/00, G 05 D 27/00 точности управления. Способ предусматрив ае т определение сигнала, пр опорционального значениям насыпной плотности абсолютно сухого исходного материала по значениям насыпной плот ности и влажности исходного материала соответственно (датчики (Д) 8 и

9), задержку этого сигнала в зависимости от расхода исходного материала и частоты вращения барабана пе ш, сравнение с текущим значениеМ насыпной плотности готового продукта (Д 16), корректировку результата сравнения по показанию Д 18 содержания летучих компонентов в готовом продукте и регулирование температуры в печи (Д 5) в зависимости от этого скорректированного значения.

При достижении температурой в печи максимального значения уменьшают расход исходного материала. ил.

НсыриМиатериал

1435534

Изобретение относится к автоматиации процессов термического разлоения углеродсодержащих материалов о вращающейся печи и может быть исп ользовано в производстве активирофанного угля.

Цель изобретения — повышение выада и качества готового продукта за чет повышения точности управления,„ >0

На чертеже приведена принциниальая схема реализации способа.

Схема содержит печь 1, дозирующее стройство 2, задающее устройство 3, орректирующее устройство 4, датчик 15 и регулятор 6 температуры в печи, електирующее устройство 7, датчики и 9 насыпной плотности и влажности сходного материала соответственно, ножительное устройство 10, сумматор 20

1, устройство 1 2 временной задержи,-датчик 13 частоты вращения бараана печи, вычислительное устройсто 14, сумматор 15, датчик 16 насып— ой плотности карбонизованного ма -. ериала, согласующее устройство 17, атчик 18 содержания летучих компо1 ентов в карбонизованном материале, корректирующее устройство 19, эадатик 20, функциональное устройство

1, сумматор 22, задатчик 23, ограниители 24 и 25 и согласующее устройтво 26.

Способ осуществляют следующим об"азом, 35

Исходный материал поступает в влечь 1 через дозирующее устройство 2, : адание которому устанавливается впадающим устройством 3 через корректирующее устройство 4, Температурный вбежим карбонизации контролируется

Датчиком 5, подключенным к регулятору 6, который через селектирующее устройство 7 регулирует расход топлива и охлаждающего агента. 45 Регулирующее воздействие для регу- лятора 6 температурного режима формируется следующим образом. Дополни тельно измеряется датчиком 8 насыпная

«тлотность, а датчиком 9 — влажность исходного материала. Сигнал от датчика 8 насыпной плотности поступает на один из входов сумматора 11 и множмгепьного устройства 10, а сигнал от ,датчика 9 влажности через множитепьНое устройство 1О поступает на дру1 ой вход сумматора 1 1, На выходе сумМатора 11 реализуется сигнал вида

1 с и м исх (1 1) где $ „„, — насыпная плотность абсолютно сухого исходного материала;

pи,„ — насыпная плотность исходного материала, содержащего некоторое количество влаги; — влажность исходного материала.

Далее сигнал сравнивается со значением насыпной плотности карбонизованного материала на выходе из печи, так как по разности этих сигналов можно судить о степени карбонизации.

Дпя того, чтобы учесть транспортное запаздывание материала при прохождении его через печь, сигнал сравнения после сумматора 11 задерживается в устройстве 12 временной задержки, ко».. торое формирует сдвиг сигнала на время, определяемое вычислительным устройством 14 по сигналам датчика

13 частоты вращения барабана печи 1 и весового устройства дозатора 2.

Уравнение, реализуемое вычислительным устройством 14, имеет вид полинома второй степени:

y=a, +ах, +ах, +ах + г

+ а,х, где у — отклик, характеризующий время пребывания материала в барабане печи; х, — фактор, характеризующий величину загрузки материала в барабан печи; хг — фактор, характеризующий частоту вращения барабана

Ф

a; — коэффициенты, величина и знак которых зависят от конструктивных особенностей конкретного аппарата.

Сигнал после устройства задержки поступает на один из входов сумматора 15, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный значению насыпной плотности карбонизованного материала, На третий вход сумматора 15 поступает сигнал от датчика 18 содержания летучих компонентов в карбонизованном материале, который корректирует изменение насыпной плотности материала в процессе термообработки в зависимости от текущего и заданного значения содержания летучих компонентов. Причем коррекцию можно осуществлять периодически по результатам экспрессных анализов,1435534 содержания летучих компонентов в карбонизованном угле через корректирующее устройство 19. С выхода сумматора 15 сигнал поступает на сумматор

22, на этот же сумматор поступает сигнал о величине загрузки исходного материала в печь от дозирующего устройства 2 через функциональное устройство 21, которое формирует состав- 10 ляющую сигнала задания для регулятора 6 температурного режима в зависимости от величины загрузки материала в печь.

Функциональное устройство 21 фор- 15 мирует сигнал на основе регрессионного уравнения у=к +КХ, +КХ +КХХ.

В данном уравнении величина у яв- 20 ф ляется заданной, а значение Х, (тем- . пература процесса карбонизации) вычисляется по формуле

Z - K2. — K X

К, +КХ

Задатчик 23 служит для установки уровня комплексного сигнала задания для регулятора 6 температурного режима. Если сигнал на выходе сумматбра 30

22 не превышает предельно допустимой для температурного режима величины задания, то сигнал через устройство

24 ограничения поступает на регулятор 6. Сигнал с выхода сумматора 22 поступает также на выход другого ограничителя 25, который начинает про-. пускать сигнал после начала ограничения сигнала на ограничителе 24, В случае, если сигнал задания для регу- 40 лятора 6 превышает установленное значение, на выходе устройства возникает сигнал, который через согласующее устройство 26 и сумматор уменьшает задание дозатору 2 загруз- 45 ки.

При уменьшении загрузки уменьшается общее выделение летучих компонентов, которые при сгорании оказывают сильное влияние на температурный ре- 50 жим в печи карбонизации.

Пример, Управление процессом карбонизации осуществляется следующим образом. При отклонении температурного режима, например, в сторону увеличения температуры регулятор 6 через селектирующее устройство 7 сначала уменьшает расход топлива в печь и, если температура не снизилась до заданного уровня, увеличивает расход охлаждающего агента, При увеличении, например, загрузки исходного материала в печь на выходе функционального устройства 21 изменяется сигнал пропорционально члену (Х,Х ) линейного регрессионного уравнения, которое адекватно описывает процесс карбонизации:

y = к. + к,х, + к,х, + к,х,х где у — регулируемый параметр (содержание летучих компонентов в карбониэованном материале или изменение насыпной плотности в процессе карбонизации);

Х, — температура процесса карбонизации;

Х вЂ” расход материала в печи;

К . — коэффициенты .регрессии.

Изменения сигнала на выходе функционального устройства 21 через сумматор 22 и ограничитель 24 приводят к повышению задания регулятору 6 температурного режима. Последний повышает температуру процесса до такого значения, при котором новой величине загрузки исходного материала в барабан соответствует заданное значение содержания летучих компонентов в карбонизованном материале или его насыпной плотности.

При увеличении, например, насыпной плотности карбониэованного материала, что соответствует снижению степени карбониэации материала, на выходе сумматора 15 появляется сигнал рассогласования, который через согласующее устройство, сумматор

22 и ограничитель 24 увеличивает задание регулятору температурного режима. При повышении температуры процесса карбонизации увеличивается выход летучих иэ материала и происходит уменьшение его плотности.

Если увеличилась насыпная плотность исходного материала, а насыпная плотность карбонизованного материала не изменилась, что может наблюдаться при изменении параметров, характеризующих свойства исходного материала, на выходе сумматора 15 появляется сигнал рассогласования,который через устройства 20, 22 и 24 уменьшает задание регулятору температурного режима. В этом случае насыпная плотность карбонизованного

Использование предлагаемого спо, соба управления процессом карбониза ции во вращающейся печи обеспечива ет повышение качества готового про1 .дукта за счет повышения точности и:равления и увеличения выхода готово, го продукта за счет поддержания оптимального Режима при максимально возможных загрузках исходного материала.

:Формула изобретения

Способ управления процессом карбонизации угольно-смоляных гранул во вращающейся печи, включающий регулирование температуры в печи изменениСоставитель Г.Огаджанов

ТехРед М.Ходаннч

Корректор И,Муска

Редактор Н,Бобкова

Заказ 5604/19 Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно«полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14 материала увеличивается до установ- ления заданной разности между насып ой плотностью исходного и карбонизованного материалов. Если, например,: увеличилось содержание летучих ком понентов в -карбонизованном материа е, то задатчиком 20 увеличивают заданную разность между насыпной плот остью исходного и карбонизованно го продуктов. Н этом случае на вы- ходе сумматора 15 возрастает сигнал, который увеличивает задание регулятору 6 температурного режима. В слуае, если сигнал задания регулятору

6 температурного режима превышает уровень ограничения, установленный

ra ограничителе 24, то на выходе ограничителя 25 появляется сигнал, который уменьшает задание доэатору 2 исходного материала в печь, При уменьшении загрузки уменьшается выделение летучих компонентов, следовательно, уменьшается общее количе ство тепла на нагрев материала, тем,ïåðàòóðà уменьшается. !

35534 6 ем подачи топлива и охлаждающего агента в печь, расхода исходного ма« териала, измерение частоты вращения барабана печи и содержания летучих компонентов в карбониэованном материале, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода .и качества готового продукта за счет

10 повышения точности управления, дополнительно измеряют насыпную плотность и влажность исходного материала и насыпную плотность карбониэованного материала, по измеренным значениям

15 насыпной плотности и влажности исходного материала определяют значение насыпной плотности абсолютно ñó« хого исходного материала, корректируют его значение в зависимости от

29 расхода исходного материала и частоты вращения барабана печи, по измеренному значению расхода исходного материала и заданному значению содержания летучих компонентов в карбони25 эованном материале Рассчитывают температуру процесса карбониэации, вы числяют величину отклонения между измеренным и заданным значениями содержания летучих компонентов в карбониЗО зованном материале и между измеренным значением насыпной плотности карбонизованного материала и скорректированным значением насыпной плотности абсолютно сухого исходного мате35 Риала, корректиру т темпеРатуРу в печи пропорционально этим вычисленным величинам отклонения и рассчитанному значению температуры процесса карбониэации, сравнивают температуру в

4Q печи с заданным граничным значением и при достижении температурой в печи заданного граничного значения уменьшают расход исходного материала до снижения температуры в печи.